复方黄芪水浸膏由黄芪、牵牛子、莪术等共8味药材组成，是针对癌性腹水患者进食差、痛苦大而开发的中药外敷方[1-3]，尤其适用于不能口服药物的患者，能有效减轻患者腹部胀满等不适症状，缓解痛苦，进而提高患者的生活质量[4-5]。但浸膏剂的稳定性差、携带不便且易霉变等性质限制了其临床运用。乳膏剂与浸膏剂相比，具有使用方便、性质稳定等优点。其中O/W型乳膏剂易清洗、无油腻性，药物释放、穿透较快，易于涂布[6-7]。因此，在确保该方临床疗效的基础上，选择O/W型乳膏剂为本方的制剂类型。
本实验以复方黄芪乳膏的外观性状、涂展性、离心稳定性、耐寒稳定性、耐热稳定性为评价指标，采用层次分析法(AHP)，基于指标相关性的指标权重确定方法(CRITIC)以及AHP-CRITIC混合加权法进行权重系数分配[8-10]，通过D-最优混料设计实验[11-12]对其基质处方进行优化，并对其流变学性质进行评价，以期为复方黄芪乳膏的后续研究和生产提供依据[13]。
1 材料
DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器(北京科伟永兴仪器有限公司)，C-MAG HS4型加热磁力搅拌器[艾卡(广州)仪器设备有限公司]，HAAKE Viscotester iQ AIR型流变仪[赛默飞世尔科技(中国)有限公司]，BT125D型电子天平[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司]。
黄芪、牵牛子、莪术等共7味饮片均购自北京本草方源药业有限公司，冰片购自北京同仁堂股份有限公司，经北京中医药大学中药学院刘春生教授鉴定，均符合2015年版《中国药典》相关项下要求；液体石蜡、十二烷基硫酸钠(SDS)(天津市福晨化学试剂厂，批号分别为20180107，20160720)，硬脂酸(成都化夏化学试剂有限公司，批号2016122802)，丙三醇(天津市光复科技发展有限公司，批号20170912)，白凡士林(南昌白云药业有限公司，批号20170704)，聚山梨酯-80[tween-80，阿法埃莎(中国)化学有限公司，批号10215836]，尼泊金乙酯[生工生物工程(上海)股份有限公司，批号MC1205S2011J]。
2 方法与结果
2.1 提取液的制备
称取处方量饮片，共76 g，加12倍量水煎煮3次，每次1 h，滤过，合并滤液，减压浓缩至相对密度1.00～1.05(60 ℃)，加入乙醇使含醇量达60%，搅匀，冷藏24 h，滤过，减压回收乙醇，备用。
2.2 复方黄芪乳膏的制备
分别称取水相(含处方量的饮片提取液、甘油、乳化剂)和油相(液体石蜡、白凡士林、硬脂酸)置于烧杯中，待水相水浴加热至85 ℃时缓缓将其加入到已加热至相同温度的油相中，边加边向同一方向搅拌至完全乳化，待温度降至约40 ℃时，加入用适量乙醇溶解的冰片，搅拌至冷却，即得。
2.3 基质处方的筛选[14-17]
在乳膏剂的制备中，油相多选择硬脂酸、白凡士林、液体石蜡等，中药提取液作为外水相，为防止其水分蒸发导致乳膏硬化，故加入一定量的保湿剂，其中甘油价廉易得且保湿效果较好，已被广泛应用于皮肤制剂中，故选择甘油作为保湿剂。方中冰片是良好的促透剂，故处方中不再加入其他促透剂。乳化剂是乳膏成型的关键所在，故基质处方的筛选主要集中在乳化剂的筛选上。在O/W型乳化剂基质中，多使用SDS，tween-80以及三乙醇胺和有机酸皂化反应产生的乳化剂等，在查阅文献以及预试验基础上，选择3种基质处方进行考察，通过对乳膏外观性状的观察选择效果较好的基质处方，见表1。结果发现处方2优于其他两组基质处方，故选择其作为待优化处方。
| No. | 基质处方 | 外观 |
|---|---|---|
| 1 | 液体石蜡8 g，白凡士林4 g，硬脂酸4 g，三乙醇胺2 g，甘油4 g，水22 g | 膏体稠度适中，呈棕褐色，光泽度一般，有小颗粒，易涂抹 |
| 2 | 液体石蜡4 g，白凡士林4 g，硬脂酸2 g，SDS 4 g，甘油4 g，水22 g | 膏体稠度适中，呈棕褐色，有光泽，细腻光滑，易涂抹 |
| 3 | 液体石蜡8 g，白凡士林4 g，硬脂酸2 g，tween-80 4 g，甘油4 g，水22 g | 较稀，不易成型 |
2.4 评价指标的评分标准
以乳膏的外观性状、涂展性、离心稳定性、耐寒稳定性、耐热稳定性为指标进行考察。外观性状：肉眼观察基质是否色泽均匀、质地是否细腻或是否有粗颗粒；涂展性：取适量样品涂抹于手部皮肤，观察是否能迅速涂抹均匀，是否泛白色油腻膜层及油腻感是否明显；离心稳定性：取一定量乳膏置于离心管中，4 000 r·min-1离心30 min，观察是否有油水分层、膏体变色现象；耐寒稳定性：将一定量乳膏置于-15 ℃冰箱中放置24 h，取出，恢复至室温后观察是否有油水分层、膏体变色现象；耐热稳定性：将一定量乳膏置于45 ℃烘箱中24 h，取出，恢复至室温后观察是否有油水分层、膏体变色现象。见表2。
| 评价指标 | 1～3分 | 4～7分 | 7～10分 |
|---|---|---|---|
| 外观性状 | 色泽不均匀，严重颗粒感 | 色泽基本均匀，轻度颗粒感 | 色泽完全均匀，无颗粒感 |
| 涂展性 | 不易涂抹，泛白色油腻膜，油腻感明显 | 易涂抹，油腻感明显 | 易涂抹，无油腻感 |
| 耐寒、耐热、离心稳定性 | 油水分层，膏体变色明显 | 油水分层，膏体变色不明显 | 无油水分层，膏体不变色 |
2.5 指标权重的确立
2.5.1 AHP确定权重[18-21]
AHP是基于层次分析的评估方法，使用数学逻辑思维对多个目标信息进行分析，在处理信息的过程中将同层次的信息进行配对比较，并以上一层次中某个信息为对比准则，计算出各信息间相对重要性的比例，构建成对比较判别矩阵，计算各信息相对于上一层次信息的权重比例。根据基质处方在考察指标的差别大小，将其作为权重指标予以量化，即将5个指标分为3个层次，并确定各指标的优先顺序为稳定性(离心稳定性＝耐寒稳定性＝耐热稳定性)>外观形状>涂展性，构建成对比较的判断优先矩阵，赋予各项指标间的相对评分，复方黄芪乳膏指标成分比较的优先矩阵见表3。采用算术平均法求解[22]，稳定性、外观性状、涂展性的权重系数分别为0.595，0.223，0.182，最大特征根(λ)为3.009，一致性指标(CI)为0.005，由n＝3查表得随机一致性指标(RI)为0.580，一致性比率(CR)为0.009<0.1，即指标优先比较矩阵通过一致性检验，表明各评价指标权重系数有效。
| 权重指标 | 稳定性 | 外观性状 | 涂展性 |
|---|---|---|---|
| 稳定性 | 1 | 2 | 3 |
| 外观性状 | 1/2 | 1 | 2 |
| 涂展性 | 1/3 | 1/2 | 1 |
2.5.2 CRITIC确定权重[23-24]
CRITIC是一种以评价指标间的对比强度及冲突性作为基础，通过计算标准差将对比强度及冲突性体现出来的计算方法，可客观反映各评价指标的权重值。采用最小-最大标准化法对各评价指标的实验测定结果进行数据标准化处理。指标成分值＝[(实测值-最小值)/(最大值-最小值)]×100，消除单位量纲后，采用SPSS 20.0软件得到各评价指标的相关系数矩阵(A)，计算对比强度(σj)，冲突性(Rj)，综合权重(Cj)与权重(Wj)，式中rij表示评价指标i和j之间的相关系数，i，j＝1，2，3，……，n，见表4。结果发现经CRITIC计算得到外观性状、涂展性、稳定性的客观权重分别为0.254，0.473，0.273。
| 考察指标 | 外观性状 | 涂展性 | 稳定性 |
|---|---|---|---|
| σj | 20.656 | 23.129 | 18.397 |
| Rj | 1.180 | 1.965 | 1.425 |
| Cj | 24.374 | 45.448 | 26.216 |
| Wj | 0.254 | 0.473 | 0.273 |
2.5.3 AHP-CRITIC混合加权法计算权重
通过AHP和CRITIC分别计算得到复方黄芪乳膏中外观性状、涂展性、稳定性的相关权重系数，计算公式为复合权重(W复合-ij)＝WAHP-ijWCRITIC-ij/∑WAHP-ijWCRITIC-ij，结果三者的复合权重分别为0.185，0.282，0.532。
2.5.4 综合评价结果的比较
分别采用AHP，CRITIC及AHP-CRITIC混合加权法计算的权重系数对复方黄芪乳膏处方的D-最优混料实验数据进行赋权处理，综合评分见表5。采用SPSS 20.0软件对3种赋权方法计算得到的综合评分结果进行相关系数分析，结果AHP与CRITIC之间的相关系数为0.804，AHP与AHP-CRITIC混合加权法之间的相关系数为0.981，CRITIC与AHP-CRITIC混合加权法之间的相关系数为0.900，两两比较相关性均显著(P<0.05)，即3种赋权法得到的评分结果具备一致性。采用SPSS 20.0软件对3种赋权方法所得权重系数分析，结果AHP与CRITIC之间的相关系数为-0.51，二者呈负相关，相关性不显著，即所反映的信息不具叠加性。从主观和客观2个方面考虑，AHP-CRITIC混合加权法较单一赋权法更为科学、合理、稳定。
| No. | AHP | CRITIC | AHP-CRITIC | No. | AHP | CRITIC | AHP-CRITIC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 73.969 | 88.057 | 76.713 | 17 | 77.688 | 89.763 | 80.040 |
| 2 | 66.184 | 42.483 | 58.085 | 18 | 85.125 | 93.176 | 86.693 |
| 3 | 71.565 | 64.438 | 68.871 | 19 | 80.575 | 81.345 | 79.637 |
| 4 | 88.844 | 94.882 | 90.020 | 20 | 66.531 | 84.645 | 70.060 |
| 5 | 77.688 | 89.763 | 80.040 | 21 | 85.125 | 93.176 | 86.693 |
| 6 | 100.000 | 100.000 | 100.000 | 22 | 77.688 | 89.763 | 80.040 |
| 7 | 96.281 | 98.294 | 96.673 | 23 | 74.716 | 83.856 | 77.802 |
| 8 | 81.406 | 91.470 | 83.366 | 24 | 88.103 | 91.512 | 89.637 |
| 9 | 77.688 | 89.763 | 80.040 | 25 | 57.611 | 74.493 | 62.641 |
| 10 | 58.179 | 56.782 | 57.036 | 26 | 18.200 | 47.323 | 28.225 |
| 11 | 85.125 | 93.176 | 86.693 | 27 | 88.844 | 94.882 | 90.020 |
| 12 | 80.575 | 81.345 | 79.637 | 28 | 88.013 | 84.757 | 86.290 |
| 13 | 80.575 | 81.345 | 79.637 | 29 | 92.563 | 96.588 | 93.347 |
| 14 | 76.856 | 79.639 | 76.310 | 30 | 88.844 | 94.882 | 90.020 |
| 15 | 80.575 | 81.345 | 79.637 | 31 | 64.128 | 61.026 | 62.218 |
| 16 | 77.604 | 75.437 | 77.399 |
2.6 乳膏基质处方的优化
2.6.1 D-最优混料设计
根据预试验研究结果优选出了各物料的用量范围，其中液体石蜡2～4 g，白凡士林2～6 g，硬脂酸1～2 g，SDS 3～6 g，甘油3～6 g，提取液16～29 g。在此基础上，将乳膏剂总量固定为40 g，应用Design-Expert 11软件进行D-最优混料设计，以乳膏的外观性状、涂展性、离心稳定性、耐寒稳定性及耐热稳定性为评价指标，对其基质处方进行优选，按2.5.3项下权重系数计算综合评分，见表6。
| No. | A液体石蜡/g | B白凡士林/g | C硬脂酸/g | D SDS/g | E甘油/g | F提取液/g | 外观 | 涂展性 | 稳定性 | 综合评分/分 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 离心 | 耐热 | ||||||||||
| 1 | 2.00 | 6.00 | 1.00 | 3.00 | 4.25 | 23.75 | 10 | 10 | 7 | 5 | 76.713 |
| 2 | 4.00 | 2.00 | 1.00 | 6.00 | 5.10 | 21.90 | 8 | 6 | 9 | 7 | 58.085 |
| 3 | 2.00 | 2.00 | 1.00 | 5.40 | 3.00 | 26.60 | 8 | 8 | 8 | 7 | 68.871 |
| 4 | 2.00 | 3.84 | 2.00 | 4.45 | 3.00 | 24.71 | 10 | 10 | 8 | 8 | 90.020 |
| 5 | 3.22 | 6.00 | 1.53 | 4.25 | 3.44 | 21.56 | 10 | 10 | 8 | 5 | 80.040 |
| 6 | 2.00 | 2.00 | 1.82 | 6.00 | 6.00 | 22.18 | 10 | 10 | 10 | 9 | 100.000 |
| 7 | 4.00 | 2.00 | 1.87 | 5.46 | 3.00 | 23.67 | 10 | 10 | 10 | 8 | 96.673 |
| 8 | 2.96 | 2.00 | 2.00 | 4.35 | 4.76 | 23.93 | 10 | 10 | 7 | 7 | 83.366 |
| 9 | 3.22 | 6.00 | 1.54 | 4.25 | 3.44 | 21.55 | 10 | 10 | 8 | 5 | 80.040 |
| 10 | 2.00 | 6.00 | 1.00 | 6.00 | 5.73 | 19.27 | 7 | 8 | 7 | 5 | 57.036 |
| 11 | 2.00 | 3.53 | 1.00 | 3.00 | 5.66 | 24.81 | 10 | 10 | 7 | 8 | 86.693 |
| 12 | 3.61 | 2.00 | 1.00 | 3.00 | 3.00 | 27.39 | 10 | 9 | 7 | 8 | 79.637 |
| 13 | 3.61 | 2.00 | 1.00 | 3.00 | 3.00 | 27.39 | 10 | 9 | 7 | 8 | 79.637 |
| 14 | 4.00 | 6.00 | 2.00 | 5.51 | 6.00 | 16.49 | 10 | 9 | 9 | 5 | 76.310 |
| 15 | 2.00 | 2.00 | 1.00 | 3.00 | 5.12 | 26.88 | 10 | 9 | 7 | 8 | 79.637 |
| 16 | 2.06 | 2.10 | 1.00 | 6.00 | 4.12 | 24.72 | 7 | 9 | 9 | 7 | 77.399 |
| 17 | 4.00 | 2.35 | 1.50 | 3.00 | 6.00 | 23.15 | 10 | 10 | 7 | 6 | 80.040 |
| 18 | 2.00 | 4.84 | 1.00 | 3.00 | 3.00 | 26.16 | 10 | 10 | 7 | 8 | 86.693 |
| 19 | 4.00 | 6.00 | 2.00 | 4.76 | 4.21 | 19.03 | 10 | 9 | 10 | 5 | 79.637 |
| 20 | 4.00 | 4.23 | 2.00 | 3.00 | 3.42 | 23.35 | 10 | 10 | 7 | 3 | 70.060 |
| 21 | 2.00 | 6.00 | 2.00 | 6.00 | 3.00 | 21.00 | 10 | 10 | 10 | 5 | 86.693 |
| 22 | 3.12 | 3.89 | 1.04 | 4.43 | 6.00 | 21.52 | 10 | 10 | 7 | 6 | 80.040 |
| 23 | 2.98 | 3.98 | 1.55 | 6.00 | 4.24 | 21.25 | 7 | 10 | 9 | 5 | 77.802 |
| 24 | 2.98 | 3.98 | 1.55 | 6.00 | 4.24 | 21.25 | 8 | 10 | 10 | 7 | 89.637 |
| 25 | 2.65 | 6.00 | 2.00 | 3.00 | 6.00 | 20.35 | 6 | 10 | 7 | 3 | 62.641 |
| 26 | 4.00 | 6.00 | 1.00 | 3.00 | 4.92 | 21.08 | 0 | 10 | 0 | 3 | 28.225 |
| 27 | 2.00 | 4.49 | 1.70 | 4.48 | 4.80 | 22.53 | 10 | 10 | 7 | 9 | 90.020 |
| 28 | 2.00 | 2.00 | 1.77 | 3.00 | 3.00 | 28.23 | 10 | 9 | 7 | 10 | 86.290 |
| 29 | 2.96 | 2.00 | 2.00 | 4.35 | 4.76 | 23.93 | 10 | 10 | 8 | 9 | 93.347 |
| 30 | 2.00 | 4.49 | 1.70 | 4.48 | 4.80 | 22.53 | 10 | 10 | 7 | 9 | 90.020 |
| 31 | 4.00 | 5.12 | 1.00 | 6.00 | 3.00 | 20.88 | 8 | 8 | 8 | 5 | 62.218 |
2.6.2 模型拟合
应用Design-Expert 11软件对综合评分结果进行模型拟合，结果发现二次式拟合模型具有显著的统计学意义(P＝0.027 2<0.05)，故选择二次式模型对实验结果进行模型拟合。综合评分＝-266.9A-65.35B-4 396.89C-355.47D＋466.59E＋88.23F＋217.36AB＋6 582.83AC＋1 142.97AD-510.94AE＋310.93AF＋5 166.73BC＋742.79BD-558.84BE＋202.55BF＋6 476.61CD＋4 650.04CE＋4 668.21CF＋154.88DE＋462.43DF-468.23EF(模型P＝0.003 6，失拟度0.264 9，R2＝0.919 8)，说明该模型拟合程度良好，可用于复方黄芪乳膏基质处方的预测。
2.6.3 验证试验
以综合评分最高值为优化目标，应用Design-Expert 11软件对基质处方进行优选，得到最优基质处方为液体石蜡3.70 g，白凡士林2.00 g，硬脂酸2.00 g，十二烷基硫酸钠5.90 g，甘油6.00 g，提取液20.40 g。按上述基质处方进行3次验证试验，计算偏差[偏差＝(预测值-实测值)/预测值×100%]，结果综合评分预测值与实测值的偏差分别为4.5%，1.2%和1.2%，表明所建立的数学模型可以准确地预测复方黄芪乳膏基质的最优配比。
2.7 流变学研究
2.7.1 稳态剪切试验
取适量复方黄芪乳膏置于平板模具上，用C35 2°/Ti型转子，设定温度32 ℃，剪切速率(r)处于2～500 s-1，检测随剪切速率的增加，乳膏黏度(η)及内部剪切应力(τ)的变化情况，见图1。将图1中r与τ数据进行Ostwald-de Wale幂律方程τ＝K×rn拟合，式中K为稠度系数，K越大，表明越黏稠；n为非牛顿指数，表示流体偏离牛顿流体特性的程度，假塑性流体n<1，流体n>1，牛顿流体n＝1。得拟合方程τ＝34.18×r0.458 2(R2＝0.992 2)，表明复方黄芪乳膏属于假塑性流体，具有剪切变稀的特性，便于乳膏生产、灌装以及涂抹使用。
2.7.2 动态剪切试验
取适量复方黄芪乳膏置于平板模具上，用C35 2°/Ti型转子，设定温度32 ℃，频率(f)处于0～48 Hz，检测储能模量(G′)，损耗模量(G″)及复合黏度(η*)随频率的变化情况，见图2。结果发现随f的增大，G′和G″均呈上升趋势，且G′大于G″，说明乳膏具有较好的稳定性，有利于存储。此外，乳膏的η*随f的增加而降低，这与稳态剪切试验中该乳膏剪切变稀的结论是一致的。
3 讨论
在多指标的综合加权评价中，确定各评价指标的权重系数尤为重要。目前，计算权重系数的方法有很多，主要包括主观赋权法和客观赋权法2类。主观赋权法较为常用的的有AHP和Delphi法，与Delphi法相比，AHP可避免冗长的信息交流和反馈修正过程，实现将复杂的问题系统化、层次化。客观赋权法较为常用的有CRITIC，主成分分析法等。其中，主成分分析法可将研究对象的多个相关指标化为少数几个相互无关的综合指标，而CRITIC则会充分考虑数据间的对比强度和冲突性[25]。根据各赋权方法的特点，本文采用较为常用的主客观综合评价方法，即AHP-CRITIC混合加权法对各评价指标的测定结果进行综合权重分析，既可以避免AHP强烈的主观臆断，体现出客观的数据信息，也避免了CRITIC对指标间轻重关系的忽视，反映了评价指标的分级，二者联合将2种赋权方法的优点最大化，增强了总体评价结果的科学性和合理性，可为中药复方制剂处方筛选研究提供参考[26]。
在中药制剂研究中，不同的试验设计方法有不同的优势和适宜性，为了获取最佳的处方配比和最佳的工艺条件，选择适宜的试验设计方法尤为重要[27]。星点设计与正交设计、均匀设计相比有较高的实验精度，但当考察的因素数>3个时，试验次数则大大增加；与其他设计相比，D-最优混料设计可满足各试验指标只与各个成分的比例有关，而与成分的总量无关，可以在给定范围内较为简便且全面地同步优化出基质配方中每一因素的最优取值，具有试验次数少、参数预测精度高、多目标同步优化的特点[12-13]。故本文利用D-最优混料设计优化复方黄芪乳膏的基质处方。
流变学指从应力、应变、温度和时间等方面来研究物质变形和(或)流动的物理力学。针对乳膏剂进行流变学研究，可以分析其内部结构及预测其稳定性，两种最常用的试验方法是稳态剪切试验和动态剪切试验[28]。本文通过稳态剪切试验将剪切速率与剪切应力数据进行Ostwald-de Wale幂律方程拟合，结果发现n<1，说明复方黄芪乳膏属于假塑性流体，且随剪切速率的增加，乳膏黏度逐渐降低，具有剪切变稀的特性。在动态剪切试验中，乳膏中的弹性结构能抵抗外力，表现为储能模量大于损耗模量，说明稳定性较好。本文只通过流变学研究对成型后复方黄芪乳膏进行了质量评价，后续会考虑将流变学参数作为优选基质处方或优化制备工艺的评价指标，以增加指标的多样性，研究出更加适合临床的外用制剂。
